35kV变压器匝间短路故障的研究

35kV变压器匝间短路故障的研究

(国网四川省电力公司崇州市供电分公司611230)

摘要:在电力系统中,35KV变压器是一个重要设备,对于电网正常运行发挥着关键作用。在变压器长期运行过程中,受到一些因素的影响,可能发生短路故障,影响电网运行状态。基于此,对变压器参数结构进行介绍,对故障发生与处理加以阐述。通过仿真分析研究故障类型,采用定量计算确定故障程度,综合气相色谱、电气试验等方法,明确变压器的故障位置和故障原因,进而采取有效措施加以预防。

关键词:35KV;变压器;匝间短路;故障

前言:随着社会发展速度的不断加快,人们对于电力能源的需求量增加,因而要求电网进一步提高运行和供电效率。在电力系统中,变压器的作用十分关键,负责电能传输分配、电压转换等工作,对于电力系统经济、优质、可靠、安全的运行十分重要。尽管变压器结构简单,但在运行当中受到一些因素影响,容易发生短路故障,而匝间短路则更为常见,在变压器所有故障类型中可占到一半的比例。

135KV变压器的参数结构

变电站中拥有3台主变,35KV系统运行方式为3段母线,故障变压器通过303开关,带35KV-43。发生故障的35KV变压器,结构为三相三柱式铁心,内部低压绕组,外部高压绕组。高低压绕组方式为连续绕组,高压绕组为左绕向并绕,每相58段,匝数为318。主体结构中22段位于上部,24段位于下部,12段位于调压包。8根抽头位于中部,1个起始抽头位于下半包。结构如图1所示。绕制连续绕组的过程中,采用从内到外再到内的方式连续绕制导线,在饼式线段连续不间断过渡。导线并绕为6股,利用交叉换位法完成段间过渡。

图1高压绕组结构

235KV变压器的故障检查

35KV变压器故障过程为,两侧开关同时跳闸,检查发现变压器出现两套差动保护动作,分别为波形对称、二次谐波。变压器具有轻瓦斯动作,在本体气体继电器中存在气体,变压器本体、差动保护范围内,一次设备未发现异常,故障时变压器在2分接运行,上层油温58℃,运行负荷56%。对于变压器的差动保护动作、绕组匝间短路故障,使用油色谱分析、绕组直流电阻、绕组变比测量等方法检查较为有效,结合实际情况,采用了电气试验、取气及取油试验。结果表明,取气之后,气体继电器中的气体,不可燃且无色无味。变压器绝缘油气相色谱结果显示,总烃、乙炔含量超标,在故障前明显增加。绝缘电阻正常,二次侧直流电阻不平衡率正常,一次直流电阻三项不平衡率超标,C相存在偏大的直流电阻。变压器电压比最大偏差符合规定要求[1]。空载损耗试验结果正常。吊罩检查发现C相绕组出现铜屑,部分绝缘卷起破损,其它部分正常。解体检查发现绝缘破损、导线裸露、且有烧灼痕迹,部分导线明显熔化。

335KV变压器的故障分析

由于故障检查结果表明,35KV变压器发生了波形对称、二次谐波两种差动保护动作,可推断故障位置在附件、铁心、绕组等变压器内部结构中。直流电阻试验表明,C相一次直流电阻值高于A、B两相,但超出程度有限,由此分析故障发生位置可能在C相高压绕组,或存在载分接开关位置。通过吊罩检查排除了C相高压绕组调压包、上部主包。由于故障时已经已拆载分接开关,因而将C相高压绕组分接引线、调压包、上部主包故障排除,分析可能存在于C相高压绕组分接开关、下部主包等位置[2]。根据解体检查结果,得出C相高压绕组下半主包部分导线融化,截面积发生降低,电阻上升。部分靠铁心位置存在匝间短路,进一步降低电阻,造成C相电阻增加但差别有限。电压比实验结果正常,与解体检查结果存在矛盾。对匝间短路故障变化灵敏度进行计算,得出结果0.31%,另外由于存在并绕导线,匝间没有形成完全的通路,因而灵敏度下降,电压比实验灵敏度难以对故障情况准确反应。分析故障原因,可能在于绝缘纸破损、绕组匝间气隙不均匀等绕组制造工艺缺陷,或是制造当中残留异物、焊渣、铜屑等。

435KV变压器的故障预防

根据分析35Kv变压器故障的情况及原因,为了避免类似故障的再次发生,应采取有效的故障预防措施。首先,将技术监督关口前移,对全过程技术监督长效机制加以建立,对供应商产品质量监督加以完善,确保入网产品质量合格,使电网的发展、运营、建设需求得到满足。在设备制造中,强化监督管理工作,确保主设备质量符合要求。通过设备抽检的方法,对质量风险加以防控。通过建立信息交互、信息反馈机制,在供应商产品质量控制、招标等环节中,更好的发挥产品质量监督信息的作用[3]。近年来,随着电网智能化程度的提高,应用了越来越多的在线监测系统,例如油色谱等装置。变压器的短路故障通常是由于绝缘缺陷引起的,而期间具有一定的积累和转变过程,对此,监测设备能够及时发现异常情况,尽可能提前消除故障。在变压器选购当中,需要厂家提供突发短路试验报告,以及抗短路能力动态计算报告,提升变压器抗短路能力校核的进程。另外,对输变电设备提供充分的保护,尽量减少短路对主变造成的影响。

结论:电力能源是当前社会中的主要能源,对人们日常工作和生产十分重要。变压器是电网中的一个重要设备,对于电网的正常运行、电力能源的高效供应有着直接的影响。因此,针对35KV变压器容易出现的匝间短路故障,应对故障现象加以明确,并对故障原因进行仔细分析。以此为基础,采用有效的措施预防故障的发生,确保变压器的正常运行。

参考文献:

[1]钟智恒.电气试验在110kV变压器匝间短路故障中的探讨[J].科学与财富,2015(7):60-60.

[2]夏珩轶,唐跃林,杨华忠,等.暂态过电压检测电力变压器绕组匝间短路故障[J].电测与仪表,2015,52(12):73-76.

[3]孙翔,何文林,邱炜,等.基于扫频阻抗法的变压器匝间短路故障检测[J].高压电器,2016(3):29-33.

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